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1、-基于以太网总线的自动门控制系统设计毕业设计-第 11 页基于以太网总线的自动门控制系统设计摘 要：运用MCGS组态软件，制作出自动门的控制画面，并编写出相应程序实现对门的控制。工作人员通过控制画面可以实时了解自动门的运行状态，及时对自动门系统故障进行报警，分析故障原因，并通过计算机直接控制自动门的运行。通过此监控，可足不出户地了解自动门的状况，大大的简化了工作员的操控流程。关键字： 自动门 MCGS组态软件毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，
2、不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作 者 签 名： 日 期： 指导教师签名： 日期： 使用授权说明本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名： 日 期： 目录1绪论31.1 立题
3、背景31.2研究对象31.3设计思路32 MCGS组态主界面的设计42.1 新建工程42.2 建立画面42.3画面编辑52.4编辑组态动画界面52.5变量的添加62.6变量关联72.7动画连接及程序编写93 运行策略组态134 系统设备连接144.1 系统连接144.2 设置ZOPC 服务器154.3.OPC设备连接184.4.程序运行与测试225总结256参考文献267 辞谢271绪论1.1 立题背景 随着科技技术的飞速发展，人民生活水平的逐渐提高，去商场或超市购物的时间越来越多，为了方便顾客随时进入或走出商场或超市，许多商场或超市原来的手推玻璃门逐渐被自动玻璃门所取代，而且商场或超市在冬天
4、或夏天开空调，采用自动玻璃门可以减少顾客推门或关门这个烦琐的动作，而且还可提高室内的舒适度,自动门已成为人们日常生活中不可缺少的工具 ,其运行的可靠性也成为人们关注的焦点。近几年来随着组态软件的广泛应用 ,结合门监控系统的实际要求和组态软件的特点开始将组态软件应用到自动门的控制系统。 使用工控软件中，我们经常提到组态一词，组态其意义究竟是什么呢？简单的讲，组态就是用应用中提供的工具、方法，完成工程中某一具体任务的过程。组态软件本身所具有的操作简便、可视性好、可维护性强、高性能、高可靠性等突出优点,可以使管理人员不到现场就能直观、清晰、准确地了解门的运行状态,及时对自动门系统中的故障进行报警,分
5、析判断故障原因,并可通过计算机直接控制门的运行,充分提高系统的工作效率和监控力度,保障人们进入和出门的可靠性。与以往自动门控制中采用的单片机等软件相比, MCGS操作更简便,其动画显示使人机界面更加人性化,因此基于组态软件的车库控制系统的研究具有重要的现实意义。1.2研究对象对自动门控制中步进电机进行控制来实现门的自动开启与关闭。此论文主要研究的是步进电机的运动以及窗口移动的过程。1.3设计思路此设计的研究命题为自动门的控制，我们在组态中建立两个不同的门，以及进出人数的显示。此论文研究的是有人来到门前，门打开；人离开时，门自动关上并且记录进门和出门的人数。2 MCGS组态主界面的设计2.1 新
6、建工程进入MCGS组态环境后，执行“文件”菜单中的“新建工程”命令，系统自动创建一个名为“新建工程1.MCG”的新工程。 选择文件菜单中的“工程另存为”菜单项，弹出文件保存窗口。在文件名一栏内输入“1010603404”，点击“保存”按钮，工程创建完毕。2.2 建立画面在“用户窗口”中单击“新建窗口”按钮，改名为“主控窗口”，并设置为启动窗口。建立完成如下图：2.3画面编辑 设置用户窗口属性：选择对应用户窗口图标，单击窗口属性，出现“用户窗口属性设置”对话框，设置成“屏幕中间显示”，单击确定按钮。2.4编辑组态动画界面 利用 MCGS组态软件中的工具箱，选择相应的作图工具完成主界面图形的设计制
7、作，单击工具箱图标，打开右图所示的工具箱开始图形编辑制作。效果图如下图所示：2.5变量的添加在实时数据库中单击右侧的“新增对象”按钮，对新建的数据对象右键属性，进入如下图所示的“数据对象属性设置”对话框，并完成对应所需的属性设置。注意变量的数据类型。完成后生成如下图所示的“实时数据库”。2.6变量关联通过以上一系列操作，已经形成了所有的数据库变量文件，接下来则要完成MCGS组态用户窗口中主界面上动画图形与变量对应的关联过程。 打开用户窗口，双击“主控窗口”进入用户窗口组态界面，双击“窗口”图形，弹出“动画组态属性设置”对话框，设置 “填充颜色”，并勾选水平移动，如下图：选择“水平移动”中的参数
8、。最好设置好的状态如下图所示：仿照上面的变量关联方法，依次对其他门进行变量关联设置。2.7动画连接及程序编写至此，关联工作已经完成，但是我们由图形对象搭制而成的图形界面是静止的，需要我们对这些图形对象进行动画属性设置，使它们“动”起来，真实地描述外界对象的状态变化，达到过程实时监控的目的。MCGS实现图形动画设计的主要方式是将用户窗口中的图形对象与实时数据库中的数据对象建立相关性连接，并设置相应的动画属性，这样在系统运行过程中，图形对象的外观和状态特征，就会由数据对象的实时采集结果进行驱动，从而实现图形的动画效果，使图形界面“动”起来。在“运行策略”窗口下双击“循环策略”进入循环策略的编辑窗口
9、右击图标选择“新增策略行”，单击按钮，弹出“策略工具箱”，选择“脚本程序”，将其拖动至中。双击图标，进入程序编辑窗口，写入程序。步进电机正反转控制与窗口门动画的控制程序如下：IF 传感器1 = 0 OR 传感器2 = 0 THEN IF 参数 75 THEN 参数 = 参数 + 1 IF 参数 75 THEN 电机开关 = 0 IF 参数 0 THEN 电机开关 = 0 IF 参数 0 THEN 参数 = 参数 - 1 IF 参数 0 THEN 电机正反转 = 1IF 传感器4 = 0 THEN 电机开关 = 1ENDIF出门人数计数设置：右键图标选择“新增策略行”双击图标进入“表达式条件”的
10、编辑：进门人数计数的程序如下：参数1 = 参数1 + 1以相同方式设置出门人数计数。出门人数计数的程序如下：参数2 = 参数2 + 13 运行策略组态到目前为止，经各部分组态配置生成的组态工程，只是一个顺序执行的监控系统，不能对系统的运行流程进行自由控制，这只能适应简单工程项目的需要。对于复杂的工程，监控系统必须设计成多分枝，多层循环嵌套结构，按照预定的条件，对系统的运行状态进行有针对性选择和精确的控制。为此，MCGS引入运行策略的概念，用以解决上述问题。根据运行策略的不同作用和功能，MCGS 把运行策略分为启动策略、退出策略、循环策略、用户策略、报警策略、事件策略、热键策略八种。由于设计的自
11、动门是按程序控制的，因此就需用到运行策略块中循环程序的脚本程序和新建用户策略。条件部件：策略行中的条件部分和功能部分以独立的形式存在，策略行中的条件部分为策略部分的部件。策略构件：策略行中的功能部分为策略构件。MCGS提供了“策略工具箱”一般情况下，用户只需要从工具箱中选择标准构件，配置到“策略组态”窗口内，即可创建用户所需的策略块，当标准构件满足不了要求时，由于采用的构件作为最小元素来构造运行策略，使得MCGS具有良好的开放性和可扩充性。对于特别复杂的工程，只需要定制若干能完成特定功能的构件，将其增加MCGS系统中来，就可使已有的监控系统增添各种控制功能，而无需对整个系统做任何修改。4 系统
12、设备连接4.1 系统连接做此实验，请将模块NDAM-4055 的设备地址设置为0x01。此外，断开其它模块与交换机的连接，系统连接如下图所示本次设计所用到的实验模块以及硬件接线图如下：4.2 设置ZOPC 服务器安装并运行ZOPC_Server 软件，把服务器的工作区切换到Modbus 工作区。单击菜单“设备操作ModbusAdd Device”，弹出“Device Properties”对话框，如图所示。将ip设定为192.168.0.205并确定。如图，在“Modbus”面板上单击选中“192.168.0.205”节点，然后点击鼠标右键，单击菜单“Add Slave”，在弹出的“Add S
13、lave”对话框中如图所示。选择NDAM-4055,地址为1。展开面板中的列表，点击“SlaveStatus”在ZOPC_Server 的Modbus 面板上将会出现如图所示的从设备及其输入输出数据项。点击“服务器操作启动服务器”，然后在Modbus 面板上点选“192.168.0.205”节点的子节点“NDAM-4055_1”，单击右键，在弹出菜单选择“Go Online”。如果设备连接无误，网络中的从站设备的图标会由变为，此时OPC 服务器的设置已经完成，OPC 的客户端可以从服务器中读数据。4.3.OPC设备连接MCGS 组态软件提供了大量的工控领域常用的设备驱动程序，同时也提供了OPC
14、 服务器的数据接口。通常情况下，在启动MCGS 组态软件时，模拟设备都会自动装载到设备工具箱中，如果未被装载，可按照以下步骤将其选入：单击工具条中的“工作台”按钮，则弹出“工作台”对话框； 在工作台“设备窗口”中双击“设备窗口”图标进入； 点击工具条中的“工具箱”图标，打开“设备工具箱”；单击“设备工具箱”中的“设备管理”按钮，弹出如图所示窗口。双击OPC 设备图标，即可将“OPC 设备”添加到右侧选定设备列表中； 选中选定设备列表中的“OPC 设备”，单击“确认”，“OPC 设备”即被添加到“设备工具箱”中。OPC 设备被装载完成后，可以在MCGS 软件环境中按以下步骤添
15、加OPC 设备，并对其属性进行设置： 双击“设备工具箱”中的“OPC 设备”，OPC 设备被添加到设备组态窗口中，如图所示；双击“设备0-OPC 设备”，进入OPC 设备属性设置窗口，如图所示。点击基本属性页中的“OPC 服务器”选项，该项右侧会出现图标，单击此按钮浏览计算机中可用的OPC 服务器。选中ZLGCAN OPC SERVER V2.10，单击“确认”，完成“OPC 服务器”设置； 将设备注释改为192.168.0.205； 从“数据采集方式”选项的下拉列表中选择“0同步采集”； 从“初始工作状态”选项的
16、下拉列表中选择“1启动”； 将最小采集周期改为100； 点击通道连接标签，进入通道连接设置：点击查询通道后进入浏览可用数据项界面，双击“Modbus”项及其后出现的各项，直至出现NDAM-4055_1，双击NDAM-4055_1，并选中分支后，点击“确认”，此时界面如图所示。在对应连接对象输入框中，输入连接对象名；或者点击右键，在弹出的数据对象栏内双击数据对象。拖动下方滚动条右移， 设置“通道类型”及其对应的“读写属性”，值可在弹出的下拉菜单中选择；各通道的连接设置如下图所示。4.4.程序运行与测试单击文件进入运行环境如下图所示。用手或其他物品分别接近两
17、个传感器程序运行状态如下图所示，并观察步进电机的运行情况。 5总结运用MCGS组态软件设计出带有控制按钮、报警窗口等的自动门控制系统监控画面，并在每个画面上生成相互关联的静态或者动态的图形对象。画面可动态显示门的运行状态(如方向、位置、开关门等)，及时进行故障分析判断,并可自动报警以提示和告知维修人员，同时进行应急处理。根据实际自动门控制系统中各个物理量，建立了含有全部数据变量的当前值的实时数据库，指定变量名和变量类型,并实时与动态画面连接。当变量的值改变时画面以图形对象的动画效果显示，或者由软件使用者改变图形对象数据变量的值。在此过程中定义门对应的方向、位置、开关门等内呼、外呼信号,以便于属
18、性设置和编程时使用。再次进行画面属性设置，将实时数据库中定义的各种开关型或数值型变量和监控画面中相对应的按钮、指示灯等相连接,能使画面按照要求显示。基于MCGS的自动门控制系统,操作界面友好，自动化程度高,监控可靠,完全可以满足工程的需要。6参考文献1 彭珍瑞, 董海棠. 控制工程基础. 北京：高等教育出版社，20102 MCGS组态软件3 薛迎成，何坚强主编，工控机及组态控制技术原理与应用（第二版）.中国电子出版社4 撰写人：徐顺清 审定人：何坚强，自动化专业测控技术与系统课程实验指导书7 辞谢特别感谢指导老师徐老师，在老师的精心指导下我完成了自动门控制的研究设计。感谢与我共同设计的同组人员，在设计过程中我们互相帮助，为组员悉心解难。我们的设计成果离不开团队的协作，由于工程量相对较大，在团队协作的情况下，我们分配给每个组员不同的工作任务，不懂的地方再相互咨询求教。最终才得以完成这篇设计。